Введение к работе
Актуальность проблемы
Общая тенденция роста скорости движения железнодорожного транспорта, перспективное строительство скоростных магистралей, делают актуальным оснащение железнодорожных составов системами, способными своевременно выявлять наличие на маршруте следования опасных препятствий или разрушений. Дело в том, что при скорости движения состава 100 км/час, его тормозной путь при экстренном торможении составляет величину — 1 км. Соответственно локомотивная бригада, используя лишь визуальный контроль пути, оказывается не в состоянии своевременно отреагировать на возможные опасные преграды, такие как оползни, завалы, случайно отцепившиеся вагоны идущих впереди составов, разрушение рельсов работающей рядом или пересекающей путь тяжелой техникой. В последнее время возросла опасность диверсионных разрушений. В некотором смысле высокоскоростные составы двигаются вслепую, опираясь лишь на косвенные данные о степени маршрута.
Подобная ситуация стимулирует изучение возможности разработки системы, способной фиксировать отмеченные выше опасные макроскопические дефекты дороги на удалении превышающем тормозной путь. Характерной особенностью железных дорог является наличие искривленных участков. Использование существующих методов контроля местности, основанных на радиочастотной или лазерной локации, а также телеоптических устройств, требующих прямого наблюдения удаленных объектов, в данном случае представляется малоперспективным.
В силу этого, и особенно, планируемый широкомасштабный переход отрасли на высокоскоростное движение настоятельно диктует развитие исследований по электромагнитной локации. И главным образом, её адаптация к задачам идентификации события, которое предшествует сходу подвижного состава - потери контакта колеса с рельсом.
В общей поступательной стратегии внедрения электромагнитной локации в железнодорожной отрасли (сход вагона, интервальное регулирование, ведение тяжеловесных составов и другое) необходимо решить важнейший вопрос - обеспечить условия безопасного труда. Особое место в группе риска занимают дефектоскописты, которые в любое время года, при любой погоде, в условиях движущихся железнодорожных составов контролируют железнодорожные пути, протяженность которых превышает 80 тыс.км.
Исследование возможности путем применения электромагнитной локации обеспечить безопасную работу десятков тысяч железнодорожников, является задачей своевременной и актуальной.
Цели и задачи исследования.
Целью данной работы является разработка основ построения системы предупреждения о прибытии поезда. В связи с этим:
1. Сформулированы и обоснованы цели исследования.
-
Выделены в железнодорожных технологиях процессы, в которых исполнители находятся в повышенной группе риска.
-
Проведен анализ современных разработок, связанных с обеспечением безопасности на основе методов электромагнитной локации.
4. Предложен рельс в качестве однопроводной линии передачи.
5. Предложено функциональное совмещение систем диагностики и
систем обеспечения безопасности труда.
6. Разработана модульная конфигурация и аппаратный состав системы о
предупреждении приближения поезда.
7. Разработана система двухлучевой локации, что позволяет
контролировать поезда как на встречном курсе, так и двигающиеся по одной
траектории с подвижным средством диагностики.
8. Предложен расчет величины затухающего локационного сигнала.
9. Спроектирован, изготовлен и испытывается экспериментальный
образец системы предупреждения о приближении поезда, совмещенный с
современным передвижным диагностическим комплексом.
10. Разработаны технические требования, состав и параметрические
характеристики для проектирования промышленного образца системы
предупреждения о приближении поезда.
Научная новизна диссертации
Научную новизну диссертации составляют:
1. Рельс в качестве однопроводной линии передачи.
2. Расчет основных параметров электромагнитной локации на основе
телеграфных уравнений.
3. Интеграция систем диагностики с системами безопасности труда.
4. Энергетическая иллюстрация распределения компонент
напряженности электрического поля в вертикальном сечении вдоль рельса при
сочетании с распределением вертикальной компоненты напряженности
электрического поля вдоль поверхности рельса.
5. Архитектурное построение системы предупреждения о приближении
поезда и ее базовые характеристики.
Практическая значимость работы.
По результатам выполненной данной диссертационной работы будет проведена разработка промышленного варианта системы предупреждения о приближении поезда с ее широким внедрением в отрасли.
Структура и объем работы.
Научный доклад состоит из четырех глав, заключения, списка научных трудов по выполненной теме и списка использованной литературы.
